TRANSFORMASI GENETIK TANAMAN TOMAT DENGAN MUTAN GEN SoSPS1-S424A MELALUI Agrobacterium tumefaciens

Abstract

Sukrosa merupakan produk akhir dari proses fotosintesis yang terjadi di daun. Sukrosa berperan penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Beberapa enzim yang mempengaruhi metabolisme sukrosa pada tanaman yaitu invertase, sucrose synthase, dan sucrose-phosphate synthase. Sucrose-Phosphate Synthase (SPS) adalah enzim pada tumbuhan tingkat tinggi yang berperan utama dalam biosintesa sukrosa. Aktivitas enzim SPS diregulasi oleh fosforilasi serin. Fosforilasi Ser424 mengaktifkan enzim SPS dalam respon terhadap stress osmotik. Stres osmotik menyebabkan peningkatan fosforilasi Ser424 pada SPS daun Spinacia oleracea. Salah satu penyebab stress osmotik adalah cekaman kekeringan. Peningkatan aktivitas SPS selama cekaman kekeringan juga menyebabkan kandungan sukrosa meningkat pada tanaman. Tanaman tebu juga memiliki enzim SPS yang dikode oleh gen SoSPS1 (Saccharum officinarum Sucrose Phosphate Synthase). Gen SoSPS1 merupakan cDNA penyandi enzim SPS yang merupakan enzim kunci dalam biosintesis sukrosa pada tanaman tebu. Gen Sucrose Phosphate Synthase (SPS) tebu berhasil dikloning dan mutasi gen SoSPS1 berhasil dilakukan yaitu mutasi gen SoSPS1 pada Ser424A. Mutan gen SoSPS1 pada Ser424A merupakan hasil mutasi gen SoSPS1 pada serin urutan ke-424 yang disubstitusi dengan asam amino alanin. Mutan gen tersebut telah dikonstruk dalam plasmid pRI101-AN-S0SPS1-S424A. Oleh karena itu diperlukan proses transformasi mutan gen tersebut ke dalam genom tanaman tomat sebagai tanaman model untuk studi regulasi sisi fosforilasi Ser424A. Adapun tujuan dari penelitian ini untuk mendapatkan tanaman tomat yang mengandung mutan gen SoSPS1 pada Ser424A dalam genom tanaman tomat. Penelitian dilakukan dalam dua tahap awal yaitu terdiri dari persiapan eksplan transformasi dan persiapan vektor transformasi. Tahapan selanjutnya meliputi infeksi, ko-kultivasi, eliminasi, seleksi, induksi perakaran, aklimatisasi, dan konfirmasi keberadaan gen target. Eksplan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tunas apikal tanaman tomat varietas rampai secara in vitro umur 14 hari. Transformasi pada penelitian ini dilakukam sebanyak 3 kali ulangan yang masing-masing merupakan penelitian yang terpisah (Independent Experiment) dengan jumlah eksplan masing-masing 100 eksplan. Seleksi dilakukan sebanyak 6 kali, terdiri dari seleksi pertama sampai dengan kelima menggunakan konsentrasi kanamycin 50 mg/L-1 dan seleksi keenam menggunakan konsentrasi kanamycin 75 mg/L-1. Eksplan yang lolos seleksi selanjutnya dilakukan perhitungan efektivitas seleksi dan analisis PCR. Hasil transformasi mutan gen SoSPS1-S424A pada tunas apikal tomat varietas rampai yang lolos seleksi dan aklimatisasi berdasarkan hasil analisis PCR diperoleh 15 tanaman positif mengandung mutan gen SoSPS1-S424A yaitu event A1.1, A2.1, A3.1, A4.1, A5.1, A6.1, A7.1, A1.2, A4.2, A7.2, A8.2, A9.2, A10.2, A11.2, dan A12.2.